DE3546403A1

DE3546403A1 - HEAT PROTECTION HOUSING

Info

Publication number: DE3546403A1
Application number: DE19853546403
Authority: DE
Inventors: Johannes B. Kirkland Wash. Groeneweger
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Data Control Inc
Priority date: 1984-12-31
Filing date: 1985-12-31
Publication date: 1986-07-03
Also published as: FR2582183A1; DK608085A; GB2169146B; SE8505946D0; AU5147485A; JPS61162787A; DK608085D0; GB8530467D0; SE8505946L; GB2169146A; DE3546403C2; US4694119A

Description

Sundstrand Data Control, Inc. Redmond Washington 98o52, V.St.A.Sundstrand Data Control, Inc. Redmond Washington 98o52, V.St.A.

WärmeschutzgehäuseHeat protection housing

Die Erfindung betrifft Wärmeschutzgehäuse zum Schutz von Vorrichtungen oder Baugruppen vor schädlichen bzw. zerstörenden hohen Umgebungstemperaturen und insbesondere Wärmeschutzgehäuse, bei denen Größe und Gewicht eine große Rolle spielen. Die erfindungsgemäßen Wärmeschutzgehäuse eignen sich insbesondere als kompakte, leichte Speichereinheiten für flugzeugabsturzbeständige Flugschreiber-Speichervorrichtungen, die so ausgelegt sind, daß sie einen Flugzeugabsturz mit anschließendem Brand mit nur geringem Verlust oder sogar ohne Verlust der darin gespeicherten Informationen überstehen.The invention relates to heat protection housings for protecting devices or assemblies from damaging or destructive effects high ambient temperatures and in particular heat protection housings where size and weight are a large Role-play. The heat protection housings according to the invention are particularly suitable as compact, lightweight storage units for aircraft crash resistant flight recorder storage devices, which are designed to have a plane crash with subsequent fire only with little or no loss of the information stored therein.

Es gibt zwar zahlreiche Fälle, in denen es erforderlich oder wünschenswert ist, einen Gegenstand, eine Vorrichtung oder eine Baugruppe vor der Einwirkung schädlicher hoher Umgebungstemperaturen zu schützen, jedoch bringt die Abschirmung der Speichereinheit von Flugschreibern bei einem Flugzeugabsturz und einem damit einhergehenden Brand extreme Konstruktions- und Eigenschaftsanforderungen mit sich. So muß die Speichereinheit, um Flugdaten, dieWhile there are numerous cases in which it is necessary or desirable to have an item, a device or to protect an assembly from the effects of harmful high ambient temperatures, however the shielding of the memory unit from flight recorders in the event of an aircraft crash and an accompanying one Brand has extreme construction and property requirements. So the memory unit has to store flight data that

ihr von der Datenerfassungseinheit des Flugschreibers während eines vorbestimmten Zeitraums unmittelbar vor einem Flugzeugabsturz geliefert wurden, dauerhaft zu speichern, so ausgelegt und angeordnet sein, daß sie Temperaturen von über 1100 ⁰C standzuhalten vermag, die während eines Brands auftreten, wobei sie zugleich so gebaut sein muß, daß sie den Druck- und Eindringkräften standhält, die bei einem Aufprall oder einem sekundären Zusammenprall mit anderen Teilen oder Stücken eines Flugzeugs auftreten. Darüber hinaus müssen die Speichereinheiten von Flugschreibern zusätzlichen Konstruktionsbedingungen genügen, die sich aus Überlegungen ergeben, die allgemein auf Anlagen und Systeme von Flugzeugen anzuwenden sind und unter anderem Größe, Gewicht, Kosten, Wartung, Wartungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit betreffen. it was supplied by the data acquisition unit of the flight recorder during a predetermined period of time immediately before an aircraft crash, to be stored permanently, designed and arranged so that it ^{can withstand temperatures of over 1100 0} C, which occur during a fire, while at the same time being built in this way must be able to withstand the compressive and penetrating forces that occur in an impact or secondary impact with other parts or pieces of an aircraft. In addition, the storage units of flight recorders must meet additional design conditions that result from considerations that are generally applicable to installations and systems of aircraft and relate, among other things, to size, weight, cost, maintenance, serviceability and reliability.

Der technische Fortschritt auf den verschiedenen Gebieten der elektronischen Festkörper-Vorrichtungen und insbesondere Halbleiterspeichern hat zu elektronischen Speichervorrichtungen hoher Kapazität für die nicht flüchtige Speicherung digital codierter Information geführt, wobei programmierbare FET-Festwertspeicher und Blasenspeicher zwei typische Arten solcher Speichervorrichtungen darstellen. Da diese Vorrichtungen klein und leicht sind und hohe Zuverlässigkeit aufweisen, werden die bisher in Flugschreibersystemen verwendeten Magnetbandspeicher derzeit in zunehmendem Umfang durch Festkörperspeicher ersetzt.The technical progress in the various fields The solid-state electronic devices and particularly semiconductor memories have become electronic storage devices high capacity for the non-volatile storage of digitally encoded information, whereby programmable FET read only memories and bubble memories are two typical types of such memory devices. Since these devices are small, light and have high reliability, the heretofore in Flight recorder systems are currently making increasing use of magnetic tape storage through solid-state storage replaced.

Wegen,der gestiegenen Anforderungen hinsichtlich der Wärmeabschirmung ist es mit dem derzeit angewandten Verfahren, bei dem eine Magnetband- oder eine andere Flugschreiber-Speichereinheit innerhalb eines Hohlraums vorgesehen wird, der durch Umhüllen der Speichereinheit mitBecause of the increased requirements with regard to the With the method currently used, it is heat shielding in which a magnetic tape or other flight recorder storage device is provided within a cavity created by enveloping the storage unit with

einem festen Werkstoff, der ein relativ guter Wärmeisolator ist, entsteht, und Umgeben dieser Baugruppe mit einem metallischen Schutzgehäuse nicht möglich, die erwünschte Gesamtverringerung der Größe und des Gewichts der Speichereinheit zu erzielen, die bei Flugschreibern auf der Basis von Halbleiter-Speichervorrich-a solid material that is a relatively good thermal insulator is, arises, and it is not possible to surround this assembly with a metallic protective housing, to achieve the desired overall reduction in the size and weight of the storage unit used in flight recorders on the basis of semiconductor storage devices

und programmierbaren tungen wie etwa löschbaren/Festwertspeichern erzielbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeschutzgehäuse zum Schutz von wärmeempfindlichen Gegenständen und insbesondere elektronischen Speichervorrichtungen vor dem Einfluß hoher Umgebungstemperaturen anzugeben, das insbesondere für Flugschreiberzwecke geeignet ist, die entsprechenden Anforderungen hinsichtlich Größe, Gewicht und Wartung sowie Betriebszuverlässigkeit erfüllt und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Wärmeisolationsvermögen gegenüber dem Einfluß hoher Umgebungstemperaturen aufweist.and programmable functions such as erasable / read-only memories can be achieved is. The invention is based on the object of a heat protection housing for protecting heat-sensitive Objects and especially electronic storage devices from the influence of high ambient temperatures specify which is particularly suitable for flight recorder purposes, the corresponding requirements with regard to Size, weight and maintenance as well as operational reliability met and an improved compared to the prior art Has thermal insulation capacity against the influence of high ambient temperatures.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.The problem is solved according to the claims.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous further developments are the subject of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Wärmeschutzgehäuse ist entsprechend gekennzeichnet durchThe heat protection housing according to the invention is accordingly marked by

- ein Außengehäuse mit einem ersten inneren Hohlraum,- an outer housing with a first inner cavity,

- eine Wärmeschutzauskleidung, die auf der Innenoberfläche des ersten inneren Hohlraums vorgesehen ist und einen zweiten inneren Hohlraum bildet und die einen Feststoff darstellt, der auch fest bleibt, wenn das Wärmeschutzgehäuse dem Einfluß hoher Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist,a thermal protective liner provided on the inner surface of the first inner cavity, and forms a second inner cavity and which is a solid that remains solid even when the Heat protection housing is exposed to the influence of high ambient temperatures,

wobei innerhalb des zweiten inneren Hohlraums der Wärmeschutzauskleidung die wärmeempfindlichen Gegenstände beabstandet von seinen Innenwänden angeordnet sind,wherein within the second inner cavity of the thermal protective lining the heat-sensitive objects are spaced from its inner walls,

undand

- einen Wärmeisolator, der innerhalb des zweiten inneren Hohlraums vorgesehen ist und in dem die wärmeempfindlichen Gegenstände teilweise oder vollständig eingebettet sind und der bei einer vorgegebenen Temperatur einen Fest-Fest-Phasenübergang aufweist, wobei die vorgegebene Temperatur so gewählt ist, daß der Wärmeisolator in einer ersten festen Phase bleibt, wenn das Wärmeschutzgehäuse keiner hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, und ein Phasenübergang in eine zweite feste Phase stattfindet, wenn das Wärmeschutzgehäuse hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist.- A thermal insulator, which is provided within the second internal cavity and in which the heat-sensitive Objects are partially or fully embedded and at a given temperature has a solid-solid phase transition, the predetermined temperature being selected so that the heat insulator remains in a first solid phase when the heat protection housing does not have a high ambient temperature is exposed, and a phase transition into a second solid phase takes place when the heat protection housing exposed to high ambient temperatures.

Gemäß der Erfindung wird eine relativ kompakte und leichte Wärmeabschirmung dadurch erzielt, daß wenigstens als Teil des Wärmeschutzaufbaus, der die vor Wärme zu schützende Vorrichtung umgibt oder umhüllt, ein Wärmeisolator eingesetzt wird, der einen Fest-Fest-Phasenübergang aufweist. Dabei ist die Temperatur, bei welcher der Fest-Fest-Phasenübergang auftritt, wie folgt gewählt:According to the invention, a relatively compact and lightweight heat shield is achieved in that at least as a part the heat protection structure, which is to be protected from heat Device surrounds or envelops, a heat insulator is used, which has a solid-solid phase transition. The temperature at which the solid-solid phase transition occurs is selected as follows:

(a) Oberhalb der unter normalen Betriebsbedingungen auftretenden Höchstemperatur(a) Above the maximum temperature occurring under normal operating conditions

undand

(b) bei oder unterhalb der für die zu schützende Vorrichtung relevanten Höchsttemperatur.(b) at or below that for the device to be protected relevant maximum temperature.

Wenn der Wärmeisolator, der einen Fest-Fest-Phasenübergang besitzt, einem Feuer oder einer anderen hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt wird, dient dieses Material (sowie jedes weitere verwendete Wärmeisoliermaterial) zunächst als konventionelle Wärmeabschirmung, da es eine relativ hohe thermische Trägheit aufweist. Wenn der zu einem Phasenübergang befähigte Wärmeisolator die Phasenübergangstemperatur erreicht, dient er dann als wirksamer Wärmeableiter, da die dem Material zugeführte WärmeenergieWhen the heat insulator, which has solid-solid phase transition, a fire or other high ambient temperature is exposed, this material (as well as any other thermal insulation material used) serves first than conventional heat shield, as it has a relatively high thermal inertia. If that to one Phase transition enabled thermal insulator reaches the phase transition temperature, it then serves as more effective Heat sink, as the thermal energy supplied to the material

den Wärmeisolator von seiner ersten festen Phase in seine zweite feste Phase umwandelt, was mit einem Energieumsatz verbunden ist. Dadurch wird die bei Einwirkung einer hohen Umgebungstemperatur erreichte Höchsttemperatur auf einem annehmbar niedrigen Wert gehalten.converts the heat insulator from its first solid phase to its second solid phase, resulting in an energy conversion connected is. This becomes the maximum temperature reached when exposed to a high ambient temperature kept at an acceptably low level.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der bevorzugten Anwendung der Erfindungskonzeption auf Flugschreiber n'äher erläutert.The invention is explained below with reference to the preferred application of the inventive concept to flight recorders explained in more detail.

Entsprechende bevorzugte Ausführungsformen sind so ausgelegt, daß elektronische Festkörper-Speichervorrichtungen von Flugschreibern bei oder unterhalb einer Höchsttemperatur von 200 ⁰C gehalten werden, wenn die Flugschreiber-Speichereinheit einem Feuer ausgesetzt wird, bei dem Temperaturen von 1100 ⁰C während einer Dauer von 0,5 h vorliegen, und anschließend weitere 4 h ungestört belassen wird.Corresponding preferred embodiments are designed so that electronic solid-state storage devices of black boxes are kept at or below a maximum temperature of 200 ^° C. when the black box memory unit is exposed to a fire at which temperatures of 1100 ^° C. for a duration of 0.5 h, and then left undisturbed for a further 4 h.

Ein Wärmeschutzgehäuse dieses Typs ist Gegenstand der DE-OS 34 32 789, wobei jedoch als Wärmeisolator ein synthetisches organisches Amidwachs eingesetzt ist, das einen Fest-Flüssig-Wärmeübergang aufweist. Ein derartiges Amidwachs, das günstig geeignet ist, ist unter der Bezeichnung HM 23 (Hersteller Glyco Inc., Greenwich, Connecticut, U.S.A.) im Handel. Nach dem oben genannten Stand der Technik ist als bevorzugter Wärmeisolator auch N,N-Ethylen-bis Cstearamid) (Ν,Ν-Distearoylethylendiamin, H₃₅C₁₇CONHC₂H₄NHCOc₁₇H₃₅) verwendbar, bei dem an beiden Seiten des Moleküls lineare Alkydgruppen an den Amidbindungen vorliegen.A heat protection housing of this type is the subject of DE-OS 34 32 789, but a synthetic organic amide wax is used as a heat insulator, which has a solid-liquid heat transfer. Such an amide wax, which is suitable, is commercially available under the name HM 23 (manufacturer Glyco Inc., Greenwich, Connecticut, USA). According to the state of the art mentioned above, N, N-ethylene bis cstearamide) (Ν, Ν-distearoylethylenediamine, H ₃₅ C ₁₇ CONHC ₂ H ₄ NHCOc ₁₇ H ₃₅ ) can also be used as a preferred heat insulator, with the one on both sides of the molecule linear alkyd groups are present on the amide bonds.

Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik beruht die erfindungsgemäße Wärmeschutzkonzeption wesentlich auf der Verwendung von Pentaerythrit (2,2-Bis(hydroxymethyl)-1,3-propandiol) als Wärmeisolator, der keinen Fest-Flüssig-In contrast to this prior art, the one according to the invention is based Thermal protection concept essentially based on the use of pentaerythritol (2,2-bis (hydroxymethyl) -1,3-propanediol) as a heat insulator that does not have a solid-liquid

Phasenübergang, sondern einen Fest-Fest-Phasenübergang aufweist. Mit der Verwendung dieses Wärmeisolatormaterials ist eine signifikante Verbesserung des thermischen Verhaltens entsprechender Wärmeschutzgehäuse verbunden, was insbesondere für Flugschreiber zu einem erheblichen technischen Fortschritt führt.Phase transition, but has a solid-solid phase transition. With the use of this thermal insulator material is a significant improvement in thermal Behavior of corresponding heat protection housing connected, which in particular for flight recorders to a considerable extent technical progress leads.

Das Wärmeschutzgehäuse, das im folgenden anhand einer Anwendung als Flugschreiber erläutert wird, umfaßt ein Außengehäuse aus Metall, das hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe Beständigkeit gegen Bruch und Eindringkräfte aufweist. Zur zusätzlichen Wärmeisolierung sind die Außenflächen des Außengehäuses üblicherweise mit einer Intumeszenzbeschichtung bzw. einem Intumeszenzanstrich versehen. Eine Isolierschicht aus einem festen Isoliermaterial mit relativ geringer thermischer Leitfähigkeit ist auf der Innenoberfläche des Außengehäuses vorgesehen und bildet einen viereckigen bzw. quaderförmigen Hohlraum, | der zentral innerhalb des Außengehäuses angeordnet ist. Eine oder mehrere gedruckte Schaltungsplatten, welche die zu schützenden elektronischen Festkörper-Speichervorrichtungen enthalten, sind innerhalb eines metallischen Zentralgehäuses vorgesehen, das innerhalb des zentralen Hohlraums eingesetzt ist, wobei der aus Pentaerythrit bestehende Wärmeisolator die gedruckten Schaltungsplatten umgibt und verkapselt.The heat protection housing, which is explained below with reference to an application as a flight recorder, comprises a Outer casing made of metal, which has high thermal conductivity and has high resistance to breakage and penetration forces. The outer surfaces are for additional thermal insulation the outer housing is usually provided with an intumescent coating or an intumescent paint. An insulating layer made of a solid insulating material with relatively low thermal conductivity provided on the inner surface of the outer case and forms a square or cuboid cavity, | which is arranged centrally within the outer housing. One or more printed circuit boards containing the solid-state electronic storage devices to be protected are provided within a metallic central housing that is contained within the central cavity is used, the thermal insulator consisting of pentaerythritol, the printed circuit boards surrounds and encapsulates.

Die elektrische Verbindung zwischen den elektronischen Festkörper-Speichervorrichtungen und einer an anderer Stelle befindlichen Flugdatenerfassungseinheit erfolgt über ein flexibles Mehrleiter-Flachbandkabel, mit dem die gedruckten Schaltungsplatten mit einem elektrischen Verbinder verbunden sind, der außerhalb des Außengehäuses angeordnet ist.The electrical connection between the solid-state electronic storage devices and one to the other The flight data acquisition unit located in place is via a flexible multi-conductor ribbon cable with which the printed circuit boards are connected to an electrical connector external to the outer housing is arranged.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings; show it:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Flugschreiber-Speichereinheit;Fig. 1 is an exploded view of an inventive Flight recorder storage unit;

Fig. 2 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Draufsicht auf die Flugschreiber-Speichereinheit von Fig. 1;FIG. 2 is a partially cross-sectional plan view of the flight recorder memory unit of FIG Fig. 1;

Fig. 3 ein Phasendiagramm eines in Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 gemäß dem Stand der Technik als Wärmeisolator eingesetzten synthetischen organischen Wachses bzw. des erfindungsgemäß eingesetzten PentaerythritsFig. 3 is a phase diagram of a device in FIGS. 1 and 2 according to the prior art as a heat insulator synthetic organic wax used or the pentaerythritol used according to the invention

undand

Fig. 4 ein Diagramm mit Temperatur-Zeit-Kurven für Flugschreiber-Speichervorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, wobei lediglich ein konventionelles Feststoff-Wärmeisoliermaterial verwendet ist (Kurven 62 und 64) bzw. gemäß der Erfindung (Xurve 60).4 shows a diagram with temperature-time curves for flight recorder storage devices according to the prior art, wherein only a conventional solid heat insulating material is used (Curves 62 and 64) or according to the invention (Xurve 60).

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine wärmegeschützte Flugschreiber-Speichereinheit 10 gemäß der Erfindung. Derartige Speichereinheiten dienen bekanntlich dazu, verschiedene wichtige Betriebsparameter eines Flugzeugs während eines vorgegebenen Zeitintervalls aufzuzeichnen, das unmittelbar vor jeder Abschaltung des Flugschreibers liegt, wobei die Abschaltung auch durch Flugzeugabsturz erfolgen kann. Im Betrieb wird die in der Speichereinheit gespeicherte Information ständig von zusätzlichen Einheiten des Flugdatenauf Zeichnungssystems wie etwa einer Flugdatenerfassungseinheit geliefert, die Eingangssignale von verschiedenen Sensoren und Systemen des Flugzeugs empfängtFigures 1 and 2 show a thermally insulated flight recorder memory unit 10 according to the invention. Such storage units are known to serve various important Record operational parameters of an aircraft during a predetermined time interval immediately preceding Each time the flight recorder is switched off, it can also be switched off as a result of an airplane crash. in the In operation, the information stored in the storage unit is continuously updated by additional units of flight data Drawing system such as a flight data acquisition unit, the input signals from various The aircraft's sensors and systems

und verarbeitet und Ausgangssignale abgibt, die mit dem Aufzeichnungs- oder Speichermedium kompatibel sind, das in der Flugschreiber-Speichereinheit verwendet ist. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem als Informationsspeichermedium eine elektronische Festkörper-Speichervorrichtung wie etwa elektronisch löschbare und programmierbare Halbleiter-ROM-Schaltungen, verwendet ist, liefert die Flugdatenerfassungseinheit periodisch digitale Signale, die sequentiell in die Halbleiterspeicherschaltungen eingeschrieben werden, so daß die Speicherschaltungen eine Sequenz von Digitalworten speichern, die eine über die Zeit abgetastete Datendarstellung des Verlaufs jedes überwachten Parameters darstellt. Typischerweise wird bei den derzeit angewandten Verfahren allgemein Datenkompression eingesetzt, so daß eine Speicherung von Digitalsignalen möglich ist, die dem zeitlichen Verlauf jedes überwachten Parameters während 15 bis 30 min entsprechen.and processes and emits output signals that are compatible with the recording or storage medium, that is used in the flight recorder storage unit. In the case of the present embodiment, in which as an information storage medium, a solid-state electronic storage device such as electronically erasable and programmable semiconductor ROM circuits, is used, the flight data acquisition unit periodically supplies digital signals which are sequentially stored in the semiconductor memory circuits are written so that the memory circuits a sequence of digital words which is a data representation, sampled over time, of the history of each monitored parameter. Typically, data compression is generally used in the methods currently in use, so that a storage of digital signals is possible, which the temporal course of each monitored parameter correspond during 15 to 30 minutes.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, umfaßt das erfindungsgemäße, für Flugschreiber verwendbare Wärmeschutzgehäuse ein Außengehäuse 12 aus Metall, das bei Betrachtung jeweils senkrecht zu jeder seiner Hauptachsen im wesentlichen viereckigen Querschnitt besitzt. Flansche 14 erstrecken sich senkrecht von einander gegenüberliegenden Kanten an der Grundseite des Außengehäuses 12, mit denen eine Befestigung der Flugschreiber-Speichereinheit 10 an einer passenden Stelle im Flugzeug mit Bolzen oder anderen üblichen Befestigungselementen leicht möglich ist. Ein im wesentlichen im Querschnitt viereqkiger erster innerer Hohlraum 16 erstreckt sich von einer Endfläche des Außengehäuses 12 nach innen zur Grundfläche der Flugschreiber-ipeichereinheit 10, so daß der Hauptteil des Außengehäuses 12 eine im wesentlichen viereckige Außenhülle darstellt. Das Außengehäuse 12As can be seen from FIGS. 1 and 2, the inventive, for flight recorder usable heat protection housing an outer housing 12 made of metal, which when viewed each having a substantially quadrangular cross-section perpendicular to each of its main axes. Flanges 14 extend perpendicularly from opposite edges on the base of the outer housing 12, with which an attachment of the flight recorder storage unit 10 at a suitable location in the aircraft with Bolts or other conventional fasteners is easily possible. One essentially in cross section quadrangular first inner cavity 16 extends inwardly from one end surface of the outer housing 12 Base area of the flight recorder ipeicheinheit 10, so that the main part of the outer housing 12 is a substantially square outer shell. The outer housing 12

besteht aus einer Titanlegierung oder einem anderen Werkstoff mit relativ geringer Dichte, relativ hoher Wärmeleitfähigkeit und relativ hoher Bruch- und Eindringbzw. Durchschlagfestigkeit, wobei die Wandabschnitte zwischen dem ersten inneren Hohlraum 16 und den Außenflächen des Außengehäuses 12 so dimensioniert sind, daß sie im Fall eines Flugzeugabsturzes bruch- und durchdringungsbeständig sind. Eine Intumeszenzbeschichtung oder Intumeszenzfarbe ist auf den Außenflächen des Außengehäuses aufgebracht, die während der anfänglichen Phasen eines Brandes eine thermische Isolierung ergibt. Derartige Materialien sind bekannt; hierzu gehört beispielsweise die handelsübliche Intumeszenzfarbe FLAMAREST 1000 (Vertrieb AVCO, Specialty Materials Division, Lowell, Massachusetts, U.S.A.).consists of a titanium alloy or another material with a relatively low, relatively high density Thermal conductivity and relatively high breakage and penetration or Dielectric strength, the wall sections between the first inner cavity 16 and the outer surfaces of the outer housing 12 are dimensioned so that they are resistant to breakage and penetration in the event of a plane crash. An intumescent coating or intumescent paint is applied to the outer surfaces of the outer case during the initial stages thermal insulation results in a fire. Such materials are known; this includes, for example the commercially available intumescent paint FLAMAREST 1000 (distributed by AVCO, Specialty Materials Division, Lowell, Massachusetts, U.S.A.).

Eine schalenartige Wärmeschutzauskleidung 18, die in den inneren Hohlraum 16 des Außengehäuses eingeschachtelt ist, bildet eine erste Wärmebarriere zum Schutz der Komponenten, die in den Innenbereichen der Flugschreiber-Speichereinheit 10 angeordnet sind, vor den hohen Temperaturen von Bränden, die während und nach eines Flugzeugabsturzes auftreten können. Die Wärmeschutzauskleidung hat relativ zu jeder ihrer Hauptachsen im wesentlichen viereckigen Querschnitt und bildet einen zweiten inneren Hohlraum 20, der koaxial im ersten inneren Hohlraum 16 des Außengehäuses 12 positioniert ist. Die Wärmeauskleidung 18 ist bevorzugt einstückig ausgebildet und besteht aus einem Feststoff, der einen guten Wärmeisolator darstellt, dh eine niedere Wärmeleitzahl K besitzt, und ferner eine relativ niedere Dichte hat. Geeignete Werkstoffe hierfür sind Wärmeschutzmaterialien, die geeignete Kombinationen eines Fasermaterials und eines sehr feinen teilchenförmigen Materials darstellen; derartige Wärmeschutzmaterialien sind handelsüblich (zB MIN-K 2000, Hersteller Johns-Manville Co., Denver, Colorado, U.S.A.,A shell-like thermal insulation lining 18 which is nested in the inner cavity 16 of the outer housing is, forms a first thermal barrier to protect the components in the interior of the flight recorder storage unit 10 are arranged to protect against the high temperatures of fires that occur during and after an airplane crash may occur. The thermal liner has substantial axes relative to each of its major axes quadrangular cross-section and forms a second inner cavity 20 which is coaxial in the first inner cavity 16 of the outer housing 12 is positioned. The thermal lining 18 is preferably designed and made in one piece from a solid, which is a good thermal insulator, ie has a low coefficient of thermal conductivity K, and also has a relatively low density. Suitable materials for this are heat protection materials, the suitable ones Represent combinations of a fibrous material and a very fine particulate material; such Thermal insulation materials are commercially available (e.g. MIN-K 2000, manufacturer Johns-Manville Co., Denver, Colorado, U.S.A.,

sowie MICROTHERM, Hersteller Micropore Insulation, Ltd., Upton-Wirral Merseyside, England). Von den genannten Handelsprodukten ist das Material MICROTHERM für die Wärmeschutzauskleidung 18 bevorzugt, da es eine sehr niedere Wärmeleitfähigkeit aufweist (beispielsweise K = 0,146 bei 170 ⁰C; K = 0,27 bei 1100 ⁰C).and MICROTHERM, manufacturer Micropore Insulation, Ltd., Upton-Wirral Merseyside, England). Of the above commercial products, the material MICROTHERM is preferred for the heat-protective lining 18, since it has a very low thermal conductivity (for example, K = 0.146 at 170 ⁰ C; K = 0.27 at 1100 ⁰ C).

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind in einem relativ dünnwandigen Zentralgehäuse 22, das in den zweiten inneren Hohlraum 20 eingeschachtelt ist, eine oder mehrere gedruckte Schaltungsplatten 24 angeordnet, die eine Anzahl von Festkörper-Speichervorrichtungen 26 haltern wie auch untereinander elektrisch verbinden.As can best be seen from Fig. 1, are in a relatively thin-walled central housing 22, which is in the second inner cavity 20 is nested, one or more printed circuit boards 24 arranged, the a number of solid-state storage devices 26 support as well as electrically interconnect them.

Die Anordnung von Fig. 1 entspricht einer herkömmlichen Anordnung gedruckter Schaltungsplatten, wobei jede Festkörper-Speichervorrichtung in einem sog.'dual-in-line'-Gehäuse (DIL-Gehäuse) eingekapselt ist; es können jedoch auch andere Anordnungen und Arten von Speichervorrichtungen gleichermaßen Verwendung finden."The arrangement of Fig. 1 corresponds to a conventional printed circuit board arrangement, each solid-state memory device is encapsulated in a so-called 'dual-in-line' housing (DIL housing); it can, however other arrangements and types of storage devices may equally find use. "

So kann es zB bei einigen Ausführungsformen der Erfindung vorteilhaft sein, Halbleiterchips, die Schaltkreise für eine Anzahl von elektronisch löschbaren und programmierbaren Festwertspeichern enthalten, direkt auf einem Keramiksubstrat oder einem anderen Träger zu befestigen, der elektrische Verbindungen aufweist, die im Vakuum aufgedampft oder in anderer Weise darauf ausgebildet sind. In jedem Fall besteht das Zentralgehäuse 22 vorzugsweise aus einem Werkstoff wie rostfreiem Stahl oder einem anderen Metall, das einen annehmbaren Kompromiß zwischen Werkstoffdichte und Wärmekapazität darstellt (dh, bei dem das Produkt von Werkstoffdichte und Wärmekapazität relativ hoch ist), und das ferner eine einfache Bearbeitung oder Formgebung erlaubt. Außerdem ist jede ge-For example, in some embodiments of the invention, it may be advantageous to use semiconductor chips, the circuits for contain a number of electronically erasable and programmable read-only memories, directly on one To attach ceramic substrate or other carrier that has electrical connections that are in a vacuum vapor-deposited or otherwise formed thereon. In any event, the central housing 22 is preferably made Made of a material such as stainless steel or some other metal that offers an acceptable compromise between Represents material density and heat capacity (ie, at which is the product of material density and heat capacity is relatively high), and which also allows easy machining or shaping. In addition, every

gedruckte Schaltungsplatte 24 innerhalb des Zentralgehäuses 22 so befestigt, daß jede Festkörper-Speichervorrichtung 26 von den Innenoberflächen des Zentralgehäuses 22 beabstandet ist.printed circuit board 24 mounted within the central housing 22 so that each solid state memory device 26 is spaced from the inner surfaces of the central housing 22.

Zur Erzielung eines hohen Wärmeabschirmungsgrads sind gemäß der Erfindung die Hohlräume bzw. Zwischenräume zwischen den Innenwänden des Zentralgehäuses 22, der gedruckten Schaltungsplatte(n) 24 und den daran angrenzenden Festkörper-Speichervorrichtungen 26, wie insbesondere auch aus Fig. 2 hervorgeht, mit dem Wärmeisolator 28 ausgefüllt, der bei oder unterhalb des erwünschten Temperaturgrenzwerts für Festkörper-Speichervorrichtungen 26 einen Fest-Fest-Phasenübergang aufweist.In order to achieve a high degree of heat shielding, the cavities or spaces are according to the invention between the inner walls of the central housing 22, the printed circuit board (s) 24 and those adjacent thereto Solid-state storage devices 26, as can also be seen in particular from FIG. 2, with the heat insulator 28 that is at or below the desired temperature limit for solid-state storage devices 26 has a solid-solid phase transition.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist ein derartiges Material durch einen ersten Temperaturbereich gekennzeichnet, in dem eine Erhöhung der ihm zugeführten Wärmeenergie eine entsprechende lineare Erhöhung der Materialtemperatur zur Folge hat (Material befindet sich auf einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunkts T in Fig. 3), sowie durch einen relativ konstanten Temperaturbereich, in dem eine Erhöhung der zugeführten Wärmeenergie eine Zustandsänderung des Materials, beim Stand der Technik einen Fest-Flüssig-Phasenübergang und im erfindungsgemäßen Fall einen Fest-Fest-Phasenübergang, hervorruft. Wie Fig. 3 schematisch zeigt, bewirkt eine weitere Erhöhung der einem solchen Material nach Erreichen bzw. Abschluß des ersten Phasenübergangs zugeführten Wärmeenergie allgemein einen zweiten Phasenübergang, der bei herkömmlichen Wärmeisolatormaterialien wie synthetischen organischen Wachsen zum Verdampfen und im Fall des erfindungsgemäß eingesetzten Pentaerythrits zum Schmelzen des Wärmeisolatormaterials führt, wobei eine weitere Erhöhung der zugeführten Wärmeenergie dann einen Temperaturanstieg des erzeugten Dampfes bzw. im erfindungsgemäßen Fall der resultierendenAs can be seen from Fig. 3, such a material is characterized by a first temperature range, in which an increase in the thermal energy supplied to it results in a corresponding linear increase in the material temperature (material is at a temperature below its melting point T in Fig. 3), as well as by a relatively constant temperature range in which an increase in the supplied thermal energy results in a change of state of the material, in the prior art a solid-liquid phase transition and in the case according to the invention a solid-solid phase transition. As Fig. 3 shows schematically, causes a further increase in thermal energy generally supplied to such a material after the first phase transition has been reached or completed a second phase transition that occurs with conventional thermal insulation materials such as synthetic organic waxes for evaporation and, in the case of the pentaerythritol used according to the invention, for melting the heat insulator material leads, with a further increase in the supplied thermal energy then a rise in temperature of the generated Steam or, in the case according to the invention, the resulting

Schmelze von Pentaerythrit bewirkt. Diese letztgenannte ,Eigenschaft ist für die Erfindungskonzeption nur insofern von Bedeutung, als der in der Praxis eingesetzte Wärmeisolator 28 so ausgewählt ist, daß nur ein geringes oder kein Schmelzen ces Pentaerythrits erfolgt, wenn die Flugschreiber-Jpeichereinheit 10 gemäß Fig. 1 hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt wird, wie sie etwa im Fall eines Flugzeugbrandes auftreten.Melt of pentaerythritol causes. This last-mentioned property is only insofar for the conception of the invention of importance as the heat insulator 28 used in practice is selected so that only a small one or no melting of the pentaerythritol takes place if the flight recorder / memory unit 10 according to FIG. 1 is at high ambient temperatures exposed, for example, in the event of an aircraft fire.

Im Stand der Technik gemäß der DE-OS 34 32 789 sind als Wärmeisolatormaterialien synthetische organische Wachse vom Amidtyp eingesetzt, während erfindungsgemäß Pentaerythrit bzw. feste Lösungen von Pentaerythrit verwendet werden. Nach dem Stand der Technik günstig geeignete Amidwachse sind die Handelsprodukte HM 23 (Glyco, Inc., Greenwhich, Conn., U.S.A.) sowie Ν,Ν-Ethylen-bisCstearamid) (Ν,Ν-Distearoylethylendiamin, H₃₅C₁₇CONHC₂H₄NHCOc₁₇H₃₅) bzw. ACRAWAX C (Glyco, Inc., Greenwich, Conn., U.S.A.). Das Handelsprodukt HM 23 besitzt den Vorteil eines hohen Flammpunkts (277 ⁰C) und Schmelzpunkts (193 ⁰C), was sich als zum Schutz von Festkörper-Speichervorrichtungen, wie sie in Flugschreibersystemen des gattungsgemäßen Typs eingesetzt werden, geeignet erwies. N,N-Ethylen-bis(stearamid) (Flammpunkt 271 ⁰C, Schmelzpunkt 143 ⁰C) wurde im Stand der Technik für Fälle als vorteilhaft angesehen, in denen ein niedrigerer Schmelzpunkt gewünscht wurde. Beide herkömmlicherweise verwendeten Materialien sind nicht toxisch und in verschiedenen Teilchenformen verfügbar.In the prior art according to DE-OS 34 32 789 synthetic organic waxes of the amide type are used as heat insulator materials, while according to the invention pentaerythritol or solid solutions of pentaerythritol are used. Amide waxes which are favorable according to the prior art are the commercial products HM 23 (Glyco, Inc., Greenwhich, Conn., USA) and Ν, Ν-ethylene-bis-cstearamide) (Ν, Ν-distearoylethylenediamine, H ₃₅ C ₁₇ CONHC ₂ H ₄ NHCOc ₁₇ H ₃₅ ) or ACRAWAX C (Glyco, Inc., Greenwich, Conn., USA). The commercial product HM 23 has the advantage of a high flash point (277 ^° C.) and melting point (193 ^° C.), which has proven to be suitable for protecting solid-state storage devices such as are used in flight recorder systems of the generic type. N, N-ethylene-bis (stearamide) (flash point 271 ⁰ C, melting point 143 ⁰ C) has been viewed in the art for cases be advantageous where a lower melting point has been desired. Both of the conventionally used materials are non-toxic and are available in various particulate forms.

Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Erfindungskonzept als Wärmeisolator Pentaerythrit (2 ,2-Bis(hydroxymethyl)-1,3-propandiol) verwendet, also ein-Polyalkohol mit tetraedrischer Molekülstruktur, bei der an einem zentralen C-Atom vier Hydroxymethylgruppen gebunden sind. Dieses Material besitzt einen Schmelzpunkt von 258 - 260 ⁰CIn contrast, according to the inventive concept, pentaerythritol (2,2-bis (hydroxymethyl) -1,3-propanediol) is used as a heat insulator, i.e. a polyalcohol with a tetrahedral molecular structure in which four hydroxymethyl groups are bonded to a central carbon atom. This material has a melting point of 258-260 ⁰ C.

(F. Pentaerythrit 262 °C), eine Fest-Fest-Übergangstemperatur von 184 bis 185 °C und eine latente Wärme des Phasenübergangs von etwa 301 J/g (72 cal/g).(F. Pentaerythritol 262 ° C), a solid-solid transition temperature of 184 to 185 ° C and a latent heat the phase transition of about 301 J / g (72 cal / g).

Gemäß den Fig. 1 und 2, die den mechanischen Aufbau der Flugschreiber-Speichereinheit 10 zeigen, erfolgt der elektrische Anschluß an die gedruckte Schaltungsplatte 24 über ein biegsames Flachbandkabel 30, das aus Polyimidband oder einem anderen entsprechenden Material besteht und eine Reihe von voneinander beabstandeten Leiterstreifen umfaßt. Wenn die Schaltungsplatte 24 im Zentralgehäuse angeordnet ist, geht das Flachbandkabel 30 durch einen rechtwinkligen Schlitz 32 hindurch nach außen, der in einer Randkante des Zentralgehäuses 22 vorgesehen ist. Das Zentralgehäuse 22 wird nach dem Einsetzen der gedruckten Schaltungsplatte(n) erfindungsgemäß mit Pentaerythrit gefüllt, so daß die gedruckte Schaltungsplatte(n) 24, die elektronischen Festkörper-Speichervorrichtungen 26 und das Flachbandkabel 30 damit umkapselt werden. Eine innere Abdeckeinheit 34, die eine viereckige Metallplatte 36 und Flansche 38 aufweist, die sich senkrecht dazu erstrecken und an den Innenwandungen des Zentralgehäuses 22 anliegen, verschließt das Zentralgehäuse 22 im wesentlichen hermetisch und enthält den Wärmeisolator 28, dh Pentaerythrit, der bei einem Flugzeugabsturz mit anschließendem Brand entsprechend die oben erläuterten Phasenübergänge und damit eine entsprechende Wärmeschutzwirkung ergibt.1 and 2, the mechanical structure of the Show the flight recorder storage unit 10, the electrical connection is made to the printed circuit board 24 via a flexible ribbon cable 30 made of polyimide tape or other suitable material and a series of spaced apart conductor strips. When the circuit board 24 is arranged in the central housing the ribbon cable 30 extends outwardly through a rectangular slot 32 shown in FIG a peripheral edge of the central housing 22 is provided. The central housing 22 is after the insertion of the printed Circuit board (s) according to the invention with pentaerythritol filled so that the printed circuit board (s) 24, the solid state electronic storage devices 26 and the ribbon cable 30 can thus be encapsulated. An inner cover unit 34 comprising a square metal plate 36 and Has flanges 38 which extend perpendicular thereto and bear against the inner walls of the central housing 22, closes the central housing 22 essentially hermetically and contains the heat insulator 28, ie pentaerythritol, the phase transitions explained above and in the event of an aircraft crash with subsequent fire so that there is a corresponding heat protection effect.

Die Wärmeisolierung für die Stirnfläche des Zentralgehäuses 22, die durch die Abdeckeinheit 34 vorgegeben ist, wird durch einen im wesentlichen viereckigen Wärmeisolator 40 gebildet, der aus dem gleichen Material besteht, das auch für die Wärmeschutzauskleidung 18 herangezogen wird (zB das oben erwähnte handelsübliche Material MICROTHERM).The thermal insulation for the end face of the central housing 22, which is predetermined by the cover unit 34, is formed by a substantially square thermal insulator 40 made of the same material as is also used for the heat protection lining 18 (for example the above-mentioned commercial material MICROTHERM).

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Wie Fig. 1 zeigt, ist der Wärmeisolator 40 bevorzugt mit einem glasfaserverstärkten Harz 42 oder einem anderen beständigen Werkstoff zum Schutz des Wärmeisolators 40 beschichtet.As shown in Fig. 1, the thermal insulator 40 is preferred with a glass fiber reinforced resin 42 or other permanent material to protect the thermal insulator 40 coated.

Eine zweite im wesentlichen viereckige Platte 44, die aus dem gleichen Werkstoff wie das Außengehäuse 12 besteht, verschließt die offene Endfläche des Außengehäuses 12, so daß die Flugschreiber-Speichereinheit 10 im wesentlichen hermetisch dicht vollständig umschlossen ist, und sorgt für im wesentlichen identische Wärmeleitung in Bezug auf die Wärmeenergie, die durch jede viereckige Fläche der Flugschreiber-Speichereinheit 10 eingeführt wird.A second substantially square plate 44, which is made of the same material as the outer housing 12, closes the open end surface of the outer housing 12, so that the flight recorder storage unit 10 substantially is completely hermetically sealed, and ensures essentially identical heat conduction in Relation to the thermal energy introduced by each square face of the flight recorder storage unit 10.

Wie Fig. 1 zeigt, tritt das elektrische Flachbandkabel 30 aus dem ersten inneren Hohlraum 16 des Außengehäuses 12 durch, einen rechteckigen Schlitz 46 aus, der in einer Wand des Außengehäuses 12 vorgesehen ist. Ein Verbinder 48 am Ende des Flachbandkabels 30 paßt in einen Verbinder 50, der auf einer gedruckten Schaltungsplatte 52 vorgesehen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gedruckte Schaltungsplatte 52 im wesentlichen parallel zu der den Schlitz 46 aufweisenden Fläche des Außengehäuses 12 angeordnet und enthält übliche elektronische Interface- oder Steuerschaltungen (in Fig. 1 nicht dargestellt) zur sequentiellen Adressierung der Festkörper-Speichervorrichtungen 26 während des Betriebs des Flugdatenauf Zeichnungssystems. Zur Bewahrung der in den Festkörper-Speichervorrichtungen 26 gespeicherten Daten ist es zwar nicht erforderlich, daß diese Steuerschaltung einen.Brand übersteht; sie ist jedoch bevorzugt innerhalb der Flugschreiber-Speichereinheit 10 angeordnet, um Datenfehler auszuschalten, die sonst durch elektromagnetische Störungen und verschiedene andere in elektrischen Anlagen von Flugzeugen auftretende Transienteneffekte hervorgerufen werden könnten.As FIG. 1 shows, the electrical flat ribbon cable 30 emerges from the first inner cavity 16 of the outer housing 12 through, a rectangular slot 46 which is provided in a wall of the outer housing 12. A connector 48 at the end of the ribbon cable 30 fits into a connector 50 provided on a printed circuit board 52 is. In the illustrated embodiment, the printed circuit board 52 is substantially parallel to the slot 46 having surface of the outer housing 12 and contains conventional electronics Interface or control circuits (not shown in FIG. 1) for sequentially addressing the solid-state memory devices 26 during the operation of the flight data on drawing system. To preserve the in the Solid-state storage devices 26 stored data, it is not necessary that this control circuit survives a fire; however, it is preferably arranged within the flight recorder storage unit 10 in order to avoid data errors Eliminate the otherwise caused by electromagnetic interference and various others in electrical systems Transient effects caused by aircraft could become.

Zur Vervollständigung der Flugschreiber-Speichereinheit 10 und zum elektrischen Anschluß zwischen der Flugdatenerfassungseinheit und der gedruckten Schaltungsplatte 52 ist noch ein elektrischer Verbinder 54 vorgesehen, der durch die Hauptfläche eines im wesentlichen U-förmigen Flansches 56 hindurchgeht. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Flansch 56 am Außengehäuse 12 befestigt, wobei der Verbinder 54 von der gedruckten Schaltungsplatte 52 beabstandet ist. Ein geeignet bemessenes Flachbandkabel 58 verbindet den Verbinder 54 elektrisch mit der gedruckten Schaltungsplatte 52.To complete the flight recorder storage unit 10 and for the electrical connection between the flight data acquisition unit and the printed circuit board 52 is another electrical connector 54 provided, the passes through the major surface of a generally U-shaped flange 56. As Fig. 1 shows, the Flange 56 attached to outer housing 12 with connector 54 spaced from printed circuit board 52 is. A suitably sized ribbon cable 58 electrically connects connector 54 to the printed circuit board Circuit board 52.

Fig. 4 zeigt den Grad der Wärmeisolierung, der in der Praxis gemäß der Erfindung erzielbar ist, im Vergleich mit herkömmlichen Vorrichtungen gleichen Typs, bei denen jedoch andere Wärmedämmaterialien eingesetzt sind. In Fig. 4 ist die Abhängigkeit der Temperatur von der Zeit für eine Flugschreiber-Speichereinheit mit dem auch erfindungsgemäß zugrundegelegten Aufbau dargestellt, wobei Kurve 60 dem erfindungsgemäßen Fall entspricht, während die Kurven 62 und 64 auf eine ansonsten gleiche Vorrichtung bezogen sind, bei der allerdings kein Wärmeisolator 28 mit einem Fest-Fest-Phasenübergang, sondern lediglich dickere Wärmeschutzauskleidungen 18 vorgesehen sind, die aus dem oben erwähnten handelsüblichen Material MIN-K 2000 (Kurve 62) bzw. MICROTHERM (Kurve 64) bestehen. Jede der Fig. 4 zugrundeliegenden Flugschreiber-Speichereinheiten, welche die Daten von Fig. 4 lieferten, besaß eine Höhe von 7,62 cm, eine Länge von 12,2 cm und eine Breite von 11,4 cm, wobei das Außengehäuse 12 eine Wandstärke von 0,32 cm aufwies. Der viereckige Hohlraum im Außengehäuse 22 der drei Fig. 4 zugrundeliegenden Flugschreiber-Speichereinheiten war folglich etwa 7 cm hoch, etwa 11,6 cm lang und etwa 10,8 cm breit. Bei den beiden Flugschreiber-Speichereinheiten mit der herkömmlichenFig. 4 shows the degree of thermal insulation that can be achieved in practice according to the invention in comparison with conventional devices of the same type, but in which other thermal insulation materials are used. In 4 is the dependence of the temperature on the time for a flight recorder memory unit with the also according to the invention underlying structure shown, curve 60 corresponding to the case according to the invention, while the curves 62 and 64 relate to an otherwise identical device, but in which there is no heat insulator 28 with a solid-solid phase transition, but only thicker thermal insulation linings 18 are provided, which consist of the above-mentioned commercial material MIN-K 2000 (curve 62) or MICROTHERM (curve 64). Each of the FIG. 4 underlying flight recorder storage units, which supplied the data from FIG. 4, had an altitude of 7.62 cm, a length of 12.2 cm and a width of 11.4 cm, the outer housing 12 having a wall thickness of 0.32 cm. The square cavity in the outer housing 22 of the three flight recorder storage units on which FIG. 4 is based was thus about 7 cm high, about 11.6 cm long and about 10.8 cm wide. With both of them Flight recorder storage units with the conventional

Isolierung ohne Verwendung eines schmelzbaren bzw. einen Fest-Fest-Phasenübergang aufweisenden Wärmeisolator betrug die Dicke der festen Wärmeschutzauskleidung etwa 2,3 cm. Im Gegensatz dazu wurde bei der erfindungsgemäßen Flugschreiber-Speichereinheit (Kurve 60) eine Wärmeschutzauskleidung aus MICROTHERM einer Dicke von 1,5 cm verwendet, so daß ein mittlerer Hohlraum (zweiter innerer Hohlraum 20 in Fig. 1) von etwa 5,5 cm Höhe, etwa 8,5 cm Länge und etwa 7,6 cm Breite vorlag.Insulation without the use of a fusible or a solid-solid phase transition exhibiting thermal insulator the thickness of the solid thermal liner was about 2.3 cm. In contrast, was in the invention Flight recorder storage unit (curve 60) a thermal insulation lining made of MICROTHERM one thickness of 1.5 cm is used, so that a central cavity (second inner cavity 20 in Fig. 1) of about 5.5 cm Height, about 8.5 cm in length and about 7.6 cm in width.

In den zweiten inneren Hohlraum 20 wurden etwa 184 gAbout 184 grams

bzw. eine entsprechende Menge Pentaerythrit geschmolzenes Amidwachs HM 23 (F. 1Z3 C)/eingebracht, so daß die gedruckte Schaltungsplatte 24 und die zugehörigen Festkörper-Speichervorrichtungen 26 vollständig damit umkapselt wurden. Die Außenoberflächen sämtlicher drei Fig. 4 zugrundeliegenden Flugschreiber-Speichereinheiten wiesen ferner eine aufgesprühte Beschichtung mit der oben erwähnten Intumeszenzfarbe FLAMAREST 1000 in einer Schichtdicke von 0,5 cm auf.or a corresponding amount of pentaerythritol melted amide wax HM 23 (F. 1Z3 C) / introduced, so that the printed circuit board 24 and associated Solid-state storage devices 26 have been completely encapsulated therewith. The outer surfaces of all three flight recorder storage units on which FIG. 4 is based also had a sprayed-on coating the above-mentioned intumescent paint FLAMAREST 1000 in a layer thickness of 0.5 cm.

Das bessere thermische Verhalten der erfindungsgemäßen Flugschreiber-Speichereinheit ist aus Fig. 4 unmittelbar ersichtlich, in der die an oder nahe an den Festkörper-Speichervorrichtungen vorliegende Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit angegeben ist, die beim Testen an oder nahe den Festkörper-Speichervorrichtungen erhalten wurde, wenn die geprüften Flugschreiber-Speichereinheiten der Hitzeeinwirkung eines Kerosinbrenners ausgesetzt wurden, der Temperaturen im Bereich von 1100 ⁰C bei einem Wärmefluß von 568.000 kJ/m²A- h (etwa 50.000 BTU/ft² « h) während einer Zeit von 0,5 h erzeugte, und die Einheiten dann für 4 h ungestört belassen wurden. Es ist dabei von besonderer Wichtigkeit, daß die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielte Höchsttemperatur etwa 176,6 ⁰C betrug, während die zu Vergleichszwecken herangezogenen Vorrichtungen eine Höchsttemperatur von etwa 337 ⁰CThe better thermal behavior of the flight recorder memory unit according to the invention can be seen directly from FIG. 4, in which the temperature present on or near the solid-state memory devices is given as a function of the time obtained during testing on or near the solid-state memory devices if the tested flight recorder storage units were exposed to the heat of a kerosene burner, the temperatures in the range of 1100 ⁰ C with a heat flow of 568,000 kJ / m ² A-h (about 50,000 BTU / ft ² «h) for a time of 0, 5 h and the units were then left undisturbed for 4 h. It is of particular importance that the maximum temperature achieved by the inventive device is about 176.6 ⁰ C was while relied upon for purposes of comparison devices, a maximum temperature of about 337 ⁰ C.

(Isolierung mit MIN-K 2000) bzw. von 218,3 °C (Isolierung mit MICROTHERM) erreichten. Ferner erreichte die Vorrichtung mit herkömmlicher Isolierung mit MIN-K 2000 (Kurve 62) die höchste Innentemperatur etwa 39 min nach dem Zünden des Kerosinbrenners, während die mit MICRO-THERM-Isolierung versehene Vorrichtung (Kurve 64) die höchste Innentemperatur etwa 55 min nach Zünden des Brenners erreichte. Im Gegensatz dazu wies die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Wärmeträgheit auf, die erheblich über der der beiden zu Vergleichszwecken herangezogenen Vorrichtungen mit Feststoffisolierung lag, wobei die höchste Innentemperatur im erfindungsgemäßen Fall etwa 68 min nach Zünden des Kerosinbrenners erreicht wurde.(Insulation with MIN-K 2000) or 218.3 ° C (insulation with MICROTHERM). Furthermore, the Device with conventional insulation with MIN-K 2000 (curve 62) the highest internal temperature about 39 min after the ignition of the kerosene burner, while those with MICRO-THERM insulation provided device (curve 64) the highest internal temperature about 55 min after ignition of the Brenners reached. In contrast, the device according to the invention exhibited a thermal inertia that was considerable was above that of the two devices with solid insulation used for comparison purposes, with the highest internal temperature in the case according to the invention was reached about 68 minutes after igniting the kerosene burner.

Aus Fig. 4 geht ferner hervor, daß die in dem getesteten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erreichte Temperatur nach einer Brenndauer von 30 min des Kerosinbrenners erreichte Temperatur (137,8 ⁰C) erheblich unter der Temperatur liegt, die mit den in herkömmlicher Weise wärmegedämmten Vorrichtungen erzielbar ist (MICROTHERM-Isolierung: etwa 160,6 ⁰C; MIN-K 2000-Isolierung: etwa 204 ⁰C).From Fig. 4 also shows that the temperature reached in the tested embodiment of the invention is after a burning time of 30 minutes min of the kerosene burner temperature (137.8 ⁰ C) significantly lower than the temperature attainable with the heat-insulated in a conventional manner devices (Microtherm insulation: about 160.6 ⁰ C; MIN-K 2000 isolation: about 204 ⁰ C).

Während der gesamten Brenndauer des Kerosinbrenners (Zeit weniger als 30 min) sowie während der gesamten Zeit, die erforderlich war, damit die geprüften Speichereinheiten die höchste Innentemperatur erreichten, blieb die Temperatur der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter derjenigen der beiden zu Vergleichszwecken herangezogenen Vorrichtungen, bei denen als Isoliermaterialien lediglich MIN-K 2000 bzw. MICROTHERM herangezogen worden waren.During the entire burning time of the kerosene burner (time less than 30 min) as well as during the entire time, that was necessary for the tested storage units to reach the highest internal temperature, remained the Temperature of the device according to the invention below that of the two devices used for comparison purposes, in which only MIN-K 2000 or MICROTHERM were used.

Da der bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendete Pentaerythrit die gespeicherte Wärmeenergie langsamer abgibt als in den Fällen der mit MIN-K 2000 bzw. MICROTHERM isolierten Vergleichsvorrichtungen, ist die Temperatur der getesteten erfindungsgemäßen Vorrich-Since the used in the embodiment of the invention Pentaerythritol releases the stored heat energy more slowly than in the cases with MIN-K 2000 or MICROTHERM insulated comparison devices, the temperature of the tested device according to the invention is

tung am Ende der Testzeit von Fig. 4 (4,5 h) geringfügig höher als diejenige der beiden Vergleichsvorrichtungen. at the end of the test period of FIG. 4 (4.5 h) higher than that of the two comparison devices.

Die Differenz zwischen der Temperatur-Zeit-Kurve der erfindungsgemäßen Vorrichtung und denjenigen der Vergleichsvorrichtungen, die lediglich eine feste Wärmeauskleidung aufwiesen, ist insbesondere im Hinblick auf die Bewahrung der digital codierten Information von Bedeutung, die in den Festkörper-Speichervorrichtungen 26 enthalten ist. So ist insbesondere die Wahrscheinlichkeit einer Zerstörung von Bits gespeicherter Daten nicht nur eine Funktion der höchsten erreichten Temperatur, sondern nimmt im wesentlichen proportional mit der Zeit zu, während der sich die Speichervorrichtungen auf im wesentlichen hohen Temperaturen befinden. Wie aus Fig. und der obigen Erläuterung hervorgeht, sind die Speichervorrichtungen in der geprüften Ausführungsform gemäß der Erfindung einer geringeren Wärmeenergie ausgesetzt als diejenigen in den Speichereinrichtungen gemäß den Vergleichsvorrichtungen. Da somit die Fläche unterhalb Kurve 60 kleiner ist als die Flächen unterhalb der Kurven 62 bzw. 64, ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Ausführungsform mit der entsprechenden Temperatur-Zeit-Kennlinie gemäß Kurve 60 von Fig. 4 die Wahrscheinlichkeit des Verlusts einer unannehmbaren Menge gespeicherter Flugdaten gegenüber Speichereinheiten vergleichbarer Größe, bei denen nur feste Wärmeauskleidungen verwendet sind, erheblich herabgesetzt wird.The difference between the temperature-time curve of the device according to the invention and that of the comparison devices, which only had a solid thermal lining, is in particular with regard to the preservation of the digitally encoded information of importance residing in solid-state storage devices 26 is included. In particular, bits of stored data are not likely to be destroyed only a function of the highest temperature reached, but decreases essentially proportionally with time during which the storage devices are at substantially high temperatures. As shown in Fig. and as apparent from the above explanation, are the storage devices in the tested embodiment according to FIG Invention exposed to a lower thermal energy than those in the storage devices according to the comparison devices. Since the area below curve 60 is thus smaller than the areas below the Curves 62 and 64, it can be seen that by the invention Embodiment with the corresponding temperature-time characteristic according to curve 60 of FIG. 4 the likelihood of losing an unacceptable amount of stored flight data to storage devices of comparable size, in which only fixed thermal linings are used, is significantly reduced.

Die Erfindung ist vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform in der Anwendung als Flugschreiber eines FlugdatenaufZeichnungssystems erläutert. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, daß sich die zugrundeliegende allgemeine Erfindungskonzeption auch auf zahl-Above, the invention is used as a flight recorder on the basis of a preferred embodiment a flight data recording system explained. For the It is apparent, however, that the general concept of the invention on which the invention is based also extends to numerous

reiche andere Anwendungsfälle übertragen läßt.rich other use cases can be transferred.

So kann die Erfindungskonzeption beispielsweise auch für alle anderen Anwendungsfälle angewandt werden, in denen eine kompakte und leichte thermische Isolierung gefordert wird. Derartige Anwendungsfälle werden immer häufiger, zB bei Flugzeugen und Raumfahrzeugen, da immer mehr elektronische Systeme, die üblicherweise früher mit Analogschaltungen realisiert wurden, nunmehr durch Digitalsysteme ersetzt werden.For example, the concept of the invention can also can be used for all other applications requiring compact and lightweight thermal insulation is required. Such applications are becoming more and more common, for example in aircraft and spacecraft, there more and more electronic systems that usually used to be were realized with analog circuits, are now being replaced by digital systems.

Das Zentralgehäuse 22 ist ferner erfindungsgemäß nicht zwingend erforderlich und kann entsprechend auch, je nach Anwendungszweck, entfallen. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird allerdings zum leichteren Zusammenbau sowie als Behälter zur Aufnahme des Teils der Flugschreiber-Speichereinheit, der zur Wiedergewinnung aufgezeichneter Flugdaten gefunden werden muß, ein Zentralgehäuse 22 angewandt.The central housing 22 is also not according to the invention absolutely necessary and can accordingly be omitted, depending on the application. In preferred embodiments however, the invention is used for ease of assembly and as a container to contain the part of the flight recorder storage unit which must be found for the retrieval of recorded flight data, a central housing 22 applied.

Claims

Expectations

1.Heat protection housing to protect one or more heat-sensitive objects from the influence of high ambient temperatures,
marked by

- An outer housing (12) with a first inner cavity (16),

- a thermal protective lining (18) on the inner surface of the first inner cavity (16) is provided and forms a second inner cavity (20) and the represents a solid that remains solid when the heat protection housing is exposed to high ambient temperatures is exposed,

wherein within the second inner cavity (20) of the thermal protective lining (18) the heat-sensitive objects (24, 26) are arranged at a distance from its inner walls,

and

- A heat insulator (28) which is provided within the second inner cavity (20) and in which the heat-sensitive objects (24, 26) partially or

572- (B01844A) -SF / Ms

are completely embedded ^ and the at a given Temperature has a solid-solid phase transition, the predetermined temperature so it is selected that the heat insulator (28) remains in a first solid phase when the heat protection housing is none is exposed to high ambient temperature and a phase transition into a second solid phase takes place, if the heat protection housing is exposed to high ambient temperatures (Fig. 1, 2).

2. Heat protection housing according to claim 1,
characterized in that

- Within the second inner cavity (20) of the thermal protective lining (18) a central housing (22) is provided, within which the heat-sensitive objects (24, 26) are arranged at a distance from its inner walls,

and

- The heat insulator (28), the interstices or cavities between the inner walls of the central housing (22) and the heat-sensitive objects arranged therein (24, 26) partially or completely filled out (Fig. 1, 2),

3. Heat protection housing according to claim 1 or 2, characterized by

Pentaerythritol (2,2-bis (hydroxymethyl) -1,3-propanediol) as Thermal insulator (28).

4. Heat protection housing according to one of claims 1 to 3, characterized in that

that the thermosensitive articles are solid-state storage devices (26) for storing data, which after exposure of the heat protection housing with high Ambient temperatures are to be regained.

5. Heat protection housing according to one of claims 1 to 4, characterized in that

that it is designed as a non-destructive storage unit,

wherein the thermal protective liner (18) and the thermal insulator (28) the storage units (26) both within a normal operating temperature range and keep below a given temperature limit value under the influence of high ambient temperatures, and the predetermined temperature at which the solid-solid phase transition of the heat insulator (28) takes place, is not Is higher than the specified temperature limit but is above the normal operating temperature range.

6. Heat protection housing according to one of claims 1 to 5, characterized in that

that it is designed as an aircraft crash-resistant flight recorder storage unit,
whereby

- The storage units (26) for storing flight data at temperatures up to a maximum permissible peak temperature are provided

and

- the specified temperature at which the solid-solid * Phase transition of the heat insulator (28) takes place, is not higher than the maximum permissible peak temperature.

7. Aircraft crash resistant flight recorder storage unit characterized by

a heat protection housing according to one of claims 1 to 5.